超深市政污水管道下穿河道顶管施工技术.pdf

建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 18 期 2023 年 9 月Vol.54 No.18 Sep.202322741 项目概况石家庄正定新区综合管廊项目顺平大街道路 工程，北起崇因路，南至河阳路，全长 4 868.785 m。道路规划为城市主干路，道路红线宽 48 m，双向六车道，道路与周汉河相交处 K2+580 设置一座桥。本工程污水管道直埋段（除迎旭路 隆兴路段）为东西两侧布置，入廊段污水入廊。其中（迎旭路 隆兴路）段污水管线为 D 1 400钢筋混凝土管，管道埋深达 11 m，局部管线穿越周汉河，河床与管顶距离仅有 1.9 m。周汉河往年最高水位距河床底为 2.55 m，常水位为 2.1 m，河道两侧为绿化乔木林。本工程地质情况为滹沱河冲积平原地质，情况 复杂且砂层较多。污水管道处于第 7 层中砂层：层厚在 10.813.8 m 左右，灰白色，稍湿，中密，砂质较纯，分选性一般，矿物成分以石英长石为主，压缩性低。采用顶管法对污水管道进行施工，管道采用钢筋 混凝土管（D 1 400），混凝土强度等级不得低于C50，抗渗等级不应低于 S8。工作井标准内径尺寸为8 m6 m（长 宽），接收井内径尺寸为 6 m6 m（长 宽）。通过理论研究与现场实践相结合，研究并实施了5 种关键技术。2 污水管道上方砂层的加固与减阻施工技术2.1 洞口采取高压注浆预加固施工为防止顶管机在进出洞口时土体安全，需对洞口外土体进行固化处理，同时还要有良好的止水效果，防止洞口开启时泥沙涌入井坑内，造成危险，采用 小导管注浆加固洞口周围土体。现场主要使用了双液注浆相结合的加固方式对土体进行有效改良，提高洞口周围土体的整体稳定性与强度，防止洞口的土体出现塌方、涌泥沙等现象。加固范围洞口前 5 m 范围内，洞口四周距管道外侧23 m 为最佳。超深市政污水管道下穿河道顶管施工技术刘艳君，毛少杰，石 永（中建二局第三建筑工程有限公司，100070，北京）摘要：基于石家庄顺平大街污水管介绍了道顶管施工技术，从管道穿越砂层、河道，顶管管道接头无渗漏，工作井与检查井之间狭小空间回填等方面，总结了施工要点及质量控制要点，通过 高压注浆预加固技术、膨润土砂土减阻技术、工作井周边围堰降水技术、小空间液态固化回填技术、工作井与检查井底板共用技术等完成了污水管道下穿河道顶管施工。关键词：污水管；顶管施工；围堰；狭小空间回填中图分类号：TU 74 文献标志码：B 文章编号：1000-4726(2023)18-2274-03construction technology of super deep municipAl sewAge pipeline under river chAnnel jAckingLIU Yan-jun,MAo Shao-jie,SHI Yong(The Third Construction Engineering Company LTD.of China Construction Second Engineering Bureau,100070,Beijing,China)Abstract:Based on the sewage pipe of Shunping Street in Shijiazhuang,this article introduces the construction technology of top pipe.From the aspects of pipeline crossing through sand layer and river channel,no leakage at the top pipe joint,and backfilling in a narrow space between the working well and inspection well,the construction and quality control points are summarized.Through high-pressure grouting pre reinforcement technology,bentonite sand resistance reduction technology,dewatering technology for the surrounding cofferdam of the working well,and small space liquid solidification backfill technology The technology of sharing the bottom plate of the working well and inspection well has completed the construction of sewage pipeline crossing the river channel and pipe jacking.keywords:sewage pipeline;pipe jacking construction;cofferdam;backfilling of narrow space收稿日期：20230725基金项目：超深市政污水管道顶管施工技术研究（CECSC2b3c2022ZC234）作者简介：刘艳君（1972），女，河北迁安人，高级工程师，e-mail:.2023 年 9 月2275刘艳君，等：超深市政污水管道下穿河道顶管施工技术打入钢钎寻找机头图 1 洞口注浆加固横剖面示意小导管注入改性水玻璃图 2 洞口注浆加固横纵剖面示意2.2 采取膨润土减少砂层阻力泥浆配制主要材料为膨润土，在货源上优选颗粒细、胶质价高的膨润土，在制作过程中，充分搅拌 均匀，为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在 12 h 以上。膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质，按设计要求配制泥浆（重量比）。3 局部顶管穿过河床施工技术下穿周汉河施工时，拟在污水管线两侧周汉河上堆土拦截河道施作围堰，西侧围堰顶部加宽至 10 m，并硬化修整为施工便道，东侧土围堰顶部宽 3 m，边坡坡度 1 1.5，迎水面铺设 2 mm 厚防水土工膜用作止水层（图 3）。两道围堰之间埋设 DN 2 000 的聚乙烯缠绕结构壁管，便于两侧河水互通。临时便道2厚防水土工膜往年最高水位往年最高水位62.55062.55056.35010 m3 m60.0004.5 m图 3 围堰布置示意由于河道较窄，水位较低，本工程量围堰采用 土围堰。围堰填筑用土由挖掘机在河道两侧上层挖取，用自卸汽车运至围堰填筑地点，再由挖机自两侧向 河道中推碾填筑，直至合拢并达到设计高程及顶宽。施工过程中具有以下优势：（1）稳定、防渗、抗冲和强度；（2）施工上构造简单，便于施工、维修、撤除方便；（3）布置上使水流平顺，不发生局部冲刷；（4）围堰接头、与岸坡连接处要可靠，避免因集中渗漏等破坏作用引起的围堰失事；（5）经济合理。4 污水管道顶管无渗漏施工技术（1）管道采用钢圈承插增加自密封橡胶圈及 麻绳。传统的承插式的接口采用砂浆等刚性材料进行密封的做法，由于承插口施工容易出现尺寸偏差、安装偏差、砂浆堵缝不严等问题，且管道容易受外界影响而被拉裂，从而大幅影响了管道的耐久性。为解决传统承插式钢筋混凝土管道接口施工中遇到实际问题，通过科技创新研发，优化接口密封的形式及材料，形成“自密封橡胶圈承插式钢筋混凝土管道施工技术”。密封胶圈遇水膨胀，能使管节之间紧密贴合，另附加一道麻绳防止顶进过程中密封胶圈损坏起到双保险作用，此外麻绳需做防腐处理，遇水亦有膨胀效果。（2）管道与检查井交接采取钢筋混凝土现浇 抱框加防水砂浆和非固化防水涂料加强。传统承插式的接口采用砂浆等刚性材料进行密封的做法，由于 承插口施工容易出现尺寸偏差、安装偏差、砂浆封堵缝隙不严等问题，且管道容易受外界影响而被拉裂，从而大幅影响了管道的耐久性。5 工作井兼作检查井施工技术5.1 利用工作井的底板兼作检查井的底板本工程顶管工作井内需施作污水检查井，为节约工期及造价，采用工作井底板兼作检查井底板的技术。施工工作井底板时预留检查井底部钢筋支架（图 4）待管道顶进完成后直接在工作井底板上施作检查井。钢筋支架定位钢筋底板钢筋图 4 底板预埋检查井钢筋支架示意5.2 工作井与检查井之间狭小空间回填技术工作井与检查井之间回填时因空间狭小无法采用机械回填，压实度无法保证，经研究可采用强度为0.8 MPa 的振动预拌流态固化土（Premixed Fluidized Consolidated Soil，简称 PFSS）技术，利用基坑开挖建 筑 技 术第 54 卷第 18 期2276弃土为主要原料，加入一定比例的专用岩土固化剂和水，通过专用的振动搅拌设备进行充分拌和，形成 坍落度 20020 mm 可泵送的、自密实的流态化岩土工程材料，可采用罐车运输，采用泵送或溜槽进行 现场回填浇筑。预拌流态固化土具有早期强度较高，固化时间短、工期快，施工12 h达到上人施工的强度，并且其具有极强的流动性和自密性，直接浇筑，且 无需振捣施工质量可控，回填可连续，在管廊肥槽 回填方面取得了良好的应用效果。6 处理大量泥浆保环保无污染施工技术该废弃泥浆干湿分离装置，筛选槽的上表面活动铰接有筛板，筛选槽的一端固定连接有驱动组件，筛选槽的另一端上表面固定连接有支撑架，支撑架的中部上表面螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的底端转动有连接杆，筛选槽远离驱动组件一端固定连接导料板。该废弃泥浆干湿分离装置，将泥浆倒入至筛板上表面，扭动转动把手使得筛板在筛选槽的上方来回移动，泥浆通过筛网落入到倾斜板上向靠近传动杆一端流出筛选槽，然后转到螺纹杆，使筛板靠近导料板的一端向下倾斜，继续扭动转动把手，使得筛板上的碎砂石通过倾斜的筛网滑落到导料板上，完成泥浆干湿分离。7 结束语与传统施工工艺相比，该施工技术不受地表土地的占用、建筑物及管线的迁改等的影响，避免了对土地的破坏、原有资源的拆除、恢复等及对周边环境的污染，节省了施工场地表面清理、管沟开挖、边坡支护、土方回填等工序，节约工期降低成本。施工过程中积累关键技术，基于石家庄正定新区综合管廊工程，通过高压注浆预加固技术、膨润土 砂层减阻技术、工作井周边围堰降水技术、小空间 液态固化土回填技术、工作井与检查井底板共用技术等 5 种技术，完成了超深市政污水管道下穿河道顶管施工，降低了施工难度，保证了施工质量。采用泥浆干湿分离技术、弃土固化技术及水泥基结晶涂料、钢圈承插式加密封橡胶圈加沥青麻絮施工技术，减少了水的消耗及污染物的排放，减少对环境的影响和危害，提高工作效率，缩短工期，并有效提高顶管成功率，降低后期返工纠偏的成本。为类似管道深度较大，穿越砂层、河道的工程具有推广应用价值。参考文献1 给水排水管道工程施工及验收规范:GB 502682008S.2 给水排水工程顶管技术规程 给排水规范:CECS 2462008S.3 非开挖顶管 技术规程:DBJ/T 133092019S.